INFLUENCE OF THE SEEDING RATE AND MINERAL NUTRITION ON THE INDICATORS OF THE YIELD STRUCTURE OF SPRING TRITICALE

ВЛИЯНИЕ НОРМЫ ВЫСЕВА И МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ СТРУКТУРЫ УРОЖАЯ ЯРОВОЙ ТРИТИКАЛЕ

Научная статья

Золотарёва Р.И.^1, *, Лапшин Ю.А.², Максимов В.А.³

¹ ORCID: 0000-0003-3538-0202;

² ORCID: 0000-0002-5701-4118;

³ ORCID: 0000-0002-1584-9491;

^{1, 2, 3} Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого, Киров, Россия

* Корреспондирующий автор (zamyatin.ser[at]mail.ru)

Аннотация

Важнейшим направлением развития агропромышленного комплекса на современном этапе является получение высоких и устойчивых урожаев зерна. В решении этой задачи важную роль играет яровая тритикале, как одна из наиболее урожайных зерновых культур. Доступным и эффективным приемом, позволяющим успешно управлять продуктивностью культуры, является регулирование её нормы высева. С её помощью формируют оптимальную площадь питания растений, снижают расход семян при посеве и регулируют качество и величину продуцируемого агрофитоценозом тритикале урожая зерна. В статье представлены результаты, показывающие зависимость формирования элементов структуры урожая яровой тритикале от применения различных норм высева на двух фонах минерального питания и их влияние на зерновую продуктивность в условиях Республики Марий Эл на примере сорта Доброе. В результате проведенных исследований было установлено, что нормы высева оказывают существенное влияние на урожайность зерна яровой тритикале. С увеличением нормы высева уменьшается полевая всхожесть. На варианте с нормой высева 4 млн шт. /га, при густоте всходов 356 шт., полевая всхожесть составила 90,9%, а на варианте с нормой 6 млн шт./га при густоте всходов 483 шт. – 78,1%. При высоких нормах высева семян (6 млн всхожих семян на га) наблюдается значительное снижение всех изучаемых показателей элементов структуры урожая по сравнению с контрольным вариантом 4 млн всхожих семян на гектар. Разные нормы высева семян яровой тритикале оказывают влияние и на уровень урожайности зерна. Наиболее высокая урожайность зерна яровой тритикале формируется при норме высева 4 млн всхожих семян на гектар на фоне предпосевного внесения минерального питания в дозе N60P30K30.

Ключевые слова: яровая тритикале, сорт, нормы высева, структура урожая, зерновая продуктивность, корреляция.

INFLUENCE OF THE SEEDING RATE AND MINERAL NUTRITION ON THE INDICATORS OF THE YIELD STRUCTURE OF SPRING TRITICALE

Research article

Zolotaryova R.I.^1, *, Lapshin Yu.A.², Maksimov V.A.³

¹ ORCID: 0000-0003-3538-0202;

² ORCID: 0000-0002-5701-4118;

³ ORCID: 0000-0002-1584-9491;

^{1, 2, 3} Rudnitsky Federal Agricultural Research Center of the North-East, Kirov, Russia

* Корреспондирующий автор (zamyatin.ser[at]mail.ru)

Abstract

At the present stage obtaining high and stable grain yields is the most important development course of the agro-industrial complex. As one of the most productive grain crops, spring triticale plays an important role in achieving this objective. An affordable and effective method that allows successful management of the productivity of crops is the regulation of its seeding rate. With the help of this method, the optimal area of plant nutrition is formed, seed consumption during sowing is reduced, and the quality and size of the grain yield produced by the triticale agrophytocenosis is regulated. The article presents the results that demonstrate the dependence of the formation of the structural elements of the spring triticale crop on the application of different seeding rates against two backgrounds of mineral nutrition and their influence on grain productivity in the Mari El Republic using the "Dobroye" variety of crop. The results of the conducted studies show that the seeding rates have a significant impact on the grain yield of spring triticale. With an increase in the seeding rate, field germination decreases. In the case of a seeding rate of 4 million units /ha and with a seedling density of 356 units, the field germination rate amounts to 90.9%, while in the case of a seeding rate of 6 million units/ha with a seedling density of 483 units – 78.1%. At high seeding rates (6 million germinating seeds per hectare), there is a significant decrease in all the studied indicators of crop structure elements compared to the control version of 4 million germinating seeds per hectare. Different seeding rates of spring triticale seeds also affect the level of grain yield. The highest grain yield of spring triticale is formed at the seeding rate of 4 million germinating seeds per hectare against the background of pre-sowing application of mineral nutrition at a dose of N60P30K30.

Keywords: spring triticale, variety, seeding rates, crop structure, grain productivity, correlation.

Введение

Важнейшим направлением развития агропромышленного комплекса на современном этапе является получение высоких и устойчивых урожаев зерна. В решении этой задачи важную роль играет яровая тритикале как одна из наиболее урожайных зерновых культур [1, С. 4], [2, С. 3], [3, С. 5]. Тритикале возделывают во многих странах мира. Первое место в Европе по занимаемой площади под эту культуру занимает Польша – 850 тыс. га, далее Беларусия – 350 тыс. га. По последним данным Росстата, посевные площади тритикале в Российской Федерации составляют около 141 тыс. га. Они значительно сократились по сравнению с 2018 годом. (до 88,1%). В Республике Марий Эл доля, занимаемая тритикале, составляет 0,2% от общей посевной площади [4, С. 7]. У этой культуры – гибрида пшеницы и ржи, очень высокий потенциал биологической продуктивности среди злаковых растений. Более высокая неприхотливость культуры к почвенному плодородию позволяет возделывать её там, где не могут расти другие злаковые. К особенностям тритикале относится и устойчивость к различным вирусным и грибковым заболеваниям.

Качество и количество зерна тритикале во многом зависят от погодно-климатических условий вегетационного периода и факторов, которыми можно управлять: минеральное питание растений, защита от вредителей и болезней, регулирование светового и температурного режимов в посевах с помощью агротехнических мероприятий, таких как: способы и сроки посева, нормы высева. Одним из эффективных приемов возделывания зерновых культур является регулирование нормы высева, с помощью которой формируют наилучшую площадь питания растений, снижают расход семян, затраты на посев. Благодаря регулированию нормы высева также улучшается качество и урожайность зерна [5, С. 213], [7, С. 7].

Цель данной работы – установить влияние элементов структуры урожая, формирующихся при различных нормах высева и фонах минерального питания, на зерновую продуктивность яровой тритикале.

Материал и методика исследований

Исследования проводили на опытном поле Марийского НИИСХ в полевом опыте, заложенном на окультуренной дернoвo-среднепoдзoлистой среднесуглинистой почве с высоким содержанием подвижного фосфора (788 мг/кг почвы) и обменного калия (250 мг/кг почвы), содержащей в пахотном слое гумуса (по Тюрину в модификации ЦИНАО) – 3,0%, сумму поглощенных оснований – 34 мг-экв/100 г почвы, рН_сол. – 6,6. Опыт закладывали в 4-х кратной повторности методом расщепленной делянки. Нормы высева закладывали в систематическом порядке, уровни минерального удобрения вносили рендомизированно по повторениям. Внесение минеральных удобрений осуществляли поделяночно вручную, непосредственно перед предпосевной культивацией. Площадь делянки – 20 м². Уборку проводили в фазу полной спелости поделяночно, методом отбора пробного снопа с учетной площади 2 м² с последующим обмолотом на селекционной молотилке. Урожайные данные приводили к 100% чистоте и стандартной влажности. Определение структуры урожая – по методике Госсортоиспытания (1985) [5, С. 200]. Обработку экспериментальных данных проводили методами дисперсионного и корреляционного анализов по Б.А. Доспехову с помощью компьютерной программы Ехеl [6, С. 268]. Для изучения был взят сорт яровой тритикале Доброе, включенный в Государственный реестр селекционных достижений и допущенный к использованию в Волго-Вятском регионе. Сорт среднеспелый, с продолжительностью вегетационного периода в среднем 75 - 108 дней. Aгрoтехникa вoзделывaния яровой тритикале, кроме изучаемых факторов, была эквивалентна применяемой и типичной для яровых зерновых культур региoнa. Культура высевалась во второй декаде мая сплошным узкорядным способом.

Схема опыта. Фактор А – норма высева (млн всхожих семян на 1 гектар): А1 – 4 (контроль); А2 – 5; А3 – 6. Фактор В – фон минерального питания:

В1 – N60P30K30 (контроль); В2 – N30P30K30 + N30 (в кущение).

Агроклиматические условия вегетационного периода 2020 года существенно отличались от средних многолетних значений, главным образом, за счёт значительного превышения объёма выпавших осадков за вегетацию. Температурный режим воздуха в период вегетации, за исключением 3 декады июня (ниже нормы на 6,6°С) и 1 декады июля (выше нормы на 3,8°С), был близок к средним многолетним значениям. Избыточное увлажнение в мае, первой декаде июня и в июле увеличило продолжительность прохождения межфазных периодов у всех сортов тритикале. В условиях избыточного увлажнения азотная подкормка в фазу кущения культуры в вариантах с ее применением спровоцировала появление «подгона», на колосьях которого впоследствии проявилась Clavicens Purpured (спорынья).

Результаты исследований

Одним из важнейших условий, определяющих продуктивность посевов, является оптимальная густота стояния растений в фазу всходов. Она – один из важнейших показателей структуры урожая. Густота всходов и полевая всхожесть непосредственно зависят от нормы высева семян и метеоусловий в начальные фазы роста и развития. Существует такое понятие как оптимальная норма высева, которая способствует формированию посевов с достаточным количеством продуктивных стеблей для получения потенциального урожая при различных погодных условиях [8, С. 127].

Проведенные исследования показали, что с увеличением нормы высева уменьшается полевая всхожесть. На варианте с нормой высева 4 млн всхожих зерен на гектар при густоте всходов 356 шт. на 1 кв. метре полевая всхожесть составила 90,9%, а на варианте с нормой 6 млн шт./га, при густоте всходов 483 шт., – 78,1%.

Продуктивность зерновых злаковых определяется показателями структуры урожая, результаты которых представлены в таблице 1. Эти показатели, в свою очередь, складываются из следующих составляющих: первый – количество растений на единицу площади к уборке и продуктивная кустистость; второй – число колосков в колосе и зёрен в них; третий – масса 1000 зёрен, отражающая крупность зерновок и их выполненность [9, С. 215]. Наблюдения показали, что с повышением нормы высева увеличивается густота стояния, а значения других элементов урожайности – количество зерен в колосе, масса зерна в колосе, масса 1000 зерен – заметно уменьшаются, так как происходит ухудшение условий водного и пищевого режимов, освещения и других факторов жизнедеятельности растений.

В результате проведенных исследований было установлено: с увеличением нормы высева увеличивается количество непродуктивных стеблей от 3 до 9%., на фоне внесения N60P30K30 и от 6,1 до 8,1 % на фоне N30P30K30 + N30 (кущение).

Таблица 1 – Влияние нормы высева и уровня минерального удобрения на формирование структуры урожая растений яровой тритикале сорта Доброе

С увеличением густоты стояния растений перед уборкой уменьшаются показатели продуктивной кустистости с 1,6 до 1,0 на фоне внесения под предпосевную культивацию N60P30K30 и с 1,5 до 1,1 – на втором фоне с применением минеральной азотной подкормки в кущение тритикале.

Внесение минерального питания в дозе N60P30K30 незначительно увеличило количественные показатели структуры урожая в сравнении с фоном N30P30K30 + N30 (кущение). Средняя длина колоса на фоне N60P30K30 варьировала от 7,2 до 6,6 см, а на фоне N30P30K30 + N30 (кущение) от 6,7 до 5,9 см.

На фоне внесения N60P30K30, в зависимости от норм высева, показатель числа колосков в колосе варьировал от 17,2 (6 млн шт.) до 18,7 (4 млн шт.). А на фоне N30P30K30 + N30 (кущение) – от 18,8 (4 млн шт.) до 19,9 (5 млн шт.). Озерненность колоса является одним из элементов его продуктивности [7, С. 5]. В наших исследованиях этот показатель варьировал от 30 до 37 зерен на варианте с N60P30K30 и от 27 до 35 зерен на варианте с N30P30K30 + N30 (кущение). Наибольшие его значения были получены на вариантах с нормой высева 4 млн всхожих зерен на 1 гектар. Дальнейшее увеличение нормы высева сопровождалось снижением озерненности колоса.

На варианте с предпосевным внесением минерального питания в дозе N60P30K30 масса 1000 семян яровой тритикале составляет от 43,7 до 47,8 г, а на фоне N30P30K30 + N30(кущение) – от 41,32 до 42,4 г.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что показатели структуры урожая в конечном итоге оказали влияние на урожайность зерна яровой тритикале. Наблюдения показали, что на фоне предпосевного внесения минерального питания в дозе N60P30K30 наиболее оптимальным по зерновой продуктивности показал себя вариант с нормой высева 4 млн шт. / га с урожайностью зерна равной 5,5 т/га. Дальнейшее увеличение нормы высева отрицательно влияет на зерновую продуктивность. Тенденция незначительного уменьшения урожайности тритикале отмечена на варианте с нормой высева 5 млн шт. и составляет 5,2 т/га. Достоверный недобор урожая зерна получили при посеве семян яровой тритикале по норме 6 млн шт./га. На этом варианте урожайность составила 4,5 т/га, что на 20% меньше контроля.

Расчет коэффициентов корреляции урожайности с хозяйственно-ценными признаками показал, что с урожайностью яровой тритикале наиболее тесно связаны все элементы структуры урожая (табл. 2).

Тесная корреляционная связь между урожайностью и продуктивной кустистости получена на варианте с нормой высева 4 млн шт. на обоих фонах минерального питания (r = 0.98±0,03…0,97±0,06). А на других вариантах нормы высева корреляционная связь – средней силы.

На величину зерновой продуктивности огромное влияние оказывают такие элементы структуры урожая как общая кустистость, количество зерна в колосе, вес зерна с колоса, масса 1000 зерен.

 

Таблица 2 – Коэффициент корреляции между показателями структуры и урожайностью зерна ярового тритикале

Показатели	N60P30K30			N30P30K30 + N30(кущение)
	Норма высева всхожих семян на гектар, млн шт
	4	5	6	4	5	6
Количество продуктивных стеблей,	0,98±0,03	0,42±0,22	0,48±0,21	0,97±0,06	0,44±0,22	0,49±0,22
Количество колосков в колосе, шт	0,77±0,16	0,83±0,14	0,99±0,03	0,80±0,15	0,41±0,23	0,81±0,15
Общая кустистость, ед.	0,76±0,16	0,94±0,08	0,99±0,03	0,99±0,03	0,99±0,03	0,76±0,16
Количество зерен в колосе, шт	0,75±0,16	0,89±0,11	0,61±0,19	0,98±0,03	0,87±0,12	0,66±0,19
Масса зерна с колоса, г	0,49±0,21	0,99±0,09	0,49±0,21	0,86±0,13	0,97±0,06	0,99±0,03
Масса 1000 зерен, г	0,88±0,11	0,99±0,03	0,99±0,03	0,52±0,21	0,50±0,22	0,60±0,20

 

По результатам корреляционного анализа коэффициент корреляции между урожайностью и количеством зерен в колосе составляет от 0,61± 0,19 до 0,89±0,11 на фоне внесения N60P30K30 и от 0,66±0,19 до 0,98±0,03 на фоне внесения N30P30K30 + N30 (кущение).

Внесение минерального питания в дозе N30P30K30 положительно влияет на выполненность зерна. Отмечается тесная корреляционная связь с зерновой продуктивностью на всех вариантах с нормой высева. На фоне внесения N30P30K30 + N30 (кущение) корреляционная связь с массой 1000 зерен на всех вариантах нормы высева средняя (r = 0,50±0,22…0,60±0,20).

Заключение

Установлено, что с повышением нормы высева с 4 до 6 млн всхожих семян на гектар наблюдается значительное снижение показателей элементов структуры урожая. Наибольшая урожайность зерна яровой тритикале формируется при норме высева 4 млн всхожих семян на гектар на фоне основного внесения минерального питания в дозе N60P30K30 под предпосевную культивацию.

Финансирование Работа выполнена в рамках Государственного задания ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока (тема № 0528-2019-0091).	Funding The work was carried out within the framework of the State Task of the FGBNU FANC of the North-East (topic No. 0528-2019-0091).
Конфликт интересов Не указан.	Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Булавина Т. М. Оптимизация приемов возделывания тритикале в Беларуси / Т. М. Булавина / НАН Беларуси, Ин-т земледелия и селекции НАН Беларуси; под ред. С. И. Гриба. – Минск: ИВЦ Минфина, 2005. – 224 с.
2. Кукреш, Л. В. К проблеме производства кормового белка / Л. В. Кукреш, Н. П. Лукашевич // Земляробства і ахова раслін. – 2004. – №6. – C. 3–6.
3. Гриб С. И. Яровая тритикале: основные преимущества и особенности технологии возделывания / С. И. Гриб, В. Н. Буштевич, Т. М. Булавина // Современные ресурсосберегающие технологии производства растениеводческой продукции в Беларуси: сб. науч. материалов – Минск: ИВЦ Минфина, 2007. – С. 139–142.
4. Региональная база данных / Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Республике Марий Эл – [Электронный ресурс]. URL: http://maristat.mari.ru/scripts/rbsdInet/DBInet.cgi (дата обращения: 1.02.2019).
5. Федин М.А. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / М.А.Федин. – М.: 1985. – 265 с.
6. Доспехов Б. А. Методы полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов //. 5-е изд-е, перераб. И доп. М.: Альянс, 2014. 351 с.
7. Поздняков Е.П. Особенности формирования урожая озимой тритикале в зависимости от норм высева и уровня минерального питания в условиях ЦРНЗ: Автореф. дис. канд. с.-х. наук. - М., 2005 -19 с.
8. Щекутьева Н. А. Формирование элементов структуры урожая яровой тритикале при различных нормах высева / Н.А. Щекутьева // Молочнохозяйственный вестник. – 2017. – №4 (28). – .123-131
9. Абдрашитов Р.Х. Технологические приемы возделывания зерновых культур на Южном Урале / Р.Х. Абдрашитов. – Оренбург: Вестник российской академии сельскохозяйственных наук, 2005. – 351 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Bulavina T. M. Optimizacija priemov vozdelyvanija tritikale v Belarusi [Optimization of Methods of Triticale Cultivation in Belarus] / T. M. Bulavina // NAN Belarusi, In-t zemledelija i selekcii NAN Belarusi [NAS of Belarus, Institute of Agriculture and Breeding of NAS of Belarus]; Edited by S. I. Grib. - Minsk: Informacionno-vychislitel'nyjj centr Ministerstva finansov, 2005. - 224 p. [in Russian]
2. Kukresh, L. V. K probleme proizvodstva kormovogo belka [On the Problem of Feed Protein Production] / L. V. Kukresh, N. P. Lukashevich // Zemlyarobstva i ahova raslin [Agriculture and Plant Protection]. - 2004. - No. 6, pp. 3-6 [in Russian]
3. Grib S. I. Jarovaja tritikale: osnovnye preimushhestva i osobennosti tekhnologii vozdelyvanija [Spring Triticale: The Main Advantages and Features of Cultivation Technology] / S. I. Grib, V. N. Bushtevich, T. M. Bulavina // Sovremennye resursosberegajushhie tekhnologii proizvodstva rastenievodcheskojj produkcii v Belarusi: sb. nauch. materialov [Modern Resource-Saving Technologies of Crop Production in Belarus: A Collection of Scientific Papers] – Minsk: Informacionno-vychislitel'nyjj centr Ministerstva finansov, 2007, pp. 139-142 [in Russan]
4. Regional'naja baza dannykh [Regional Database] [Electronic resource] / Territorial'nyjj organ Federal'nojj sluzhby gosudarstvennojj statistiki po Respublike Marijj Ehl [Territorial Body of the Federal State Statistics Service for the Republic of Mari El]- URL: http://maristat.mari.ru/scripts/rbsdInet/DBInet.cgi (accessed: 1.02.2019) [in Russian]
5. Fedin M. A. Metodika gosudarstvennogo sortoispytanija sel'skokhozjajjstvennykh kul'tur [Methodology of State Variety Testing of Agricultural Crops] / M. A. Fedin. - M.: 1985 – 265 p. [in Russian]
6. Dospekhov B. A. Metody polevogo opyta (s osnovami statisticheskojj obrabotki rezul'tatov issledovanijj) [Methods of Field Experience (With the Basics of Statistical Processing of Research Results)] / B. A. Dospekhov // 5th edition, Revised and Expanded. Moscow: Alyans, 2014. 351 p. [in Russian]
7. Pozdnyakov E. P. Osobennosti formirovanija urozhaja ozimojj tritikale v zavisimosti ot norm vyseva i urovnja mineral'nogo pitanija v uslovijakh CRNZ [Features of the Formation of the Winter Triticale Crop Depending on the Seeding Rates and the Level of Mineral Nutrition in the Conditions of the Central Regions of the Nonchernozem Belt]: Extended Abstract of Candidate's Thesis. Agricultural Sciences / E. P. Pozdnyakov, Moscow, 2005 -19 p. [in Russian]
8. Shchekutyeva N. A. Formirovanie ehlementov struktury urozhaja jarovojj tritikale pri razlichnykh normakh vyseva [Formation of Elements of the Structure of the Spring Triticale Crop at Different Seeding Rates] / N. A. Shchekutyeva // Molochnokhozjajjstvennyjj vestnik [Dairy Farm Bulletin]. – 2017. – №4 (28), pp. 123-131 [in Russian]
9. Abdrashitov R. Kh. Tekhnologicheskie priemy vozdelyvanija zernovykh kul'tur na Juzhnom Urale [Technological Methods of Cultivation of Grain Crops in the Southern Urals] / R. Kh. Abdrashitov. - Orenburg: Vestnik rossijjskojj akademii sel'skokhozjajjstvennykh nauk [Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences], 2005. - 351 p. [in Russian]